最新S120驱动控制系统介绍

SINAMICSS120基本介绍详细介绍：SINAMICS驱动系统之一的SINAMICS S120具有模块化设计，可以提供高性能的单轴和双轴驱动，具有广泛的工业应用价值。

由于其具有很高的灵活性能，SINAMICS S120可以完美的满足应用中日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。

SINAMICS S120支持“弹性”设备概念，可以灵活而快速的满足用户的特殊需求。

模块和扩充选件—适合各种应用的通用组件控制单元(CU)执行工艺功能运算并控制驱动器运行，而且提供连接到上位控制器的接口。

电机模块是一个逆变器，为电机提供运行电源；电源模块向直流母线提供电源，并可将直流母线上的再生能量回馈给电网；交流驱动器功率模块内置了电源模块，所以功率模块可以单独使用；电子选件板可以扩展系统功能，包括不同的编码器接口和过程信号连接；直流母线为其他模块提供稳定的直流电源；网侧功率元件—例如熔断器，接触器，电抗器，滤波器—组合成为完美的系统；电源模块电源模块就是我们常说的整流或整流/回馈单元，它是将三相交流电整流成直流电，供给各电机模块(又常称逆变器)，有回馈功能的模块还能够将直流电回馈给电网。

根据是否有回馈功能及回馈的方式，将电源模块分成下列三种：基本型电源模块(BLM: Basic Line Modules)：整流单元，但无回馈功能。

靠接制动单元和制动电阻才能实现快速制动。

BLM 是将三相交流电整流成直流电，只能靠接制动单元和制动电阻来实现制动。

BLM 分为书本型(20kW、40kW、100Kw)和装机装柜型(200kW、250Kw)，机柜型请查阅其它的相关资料。

对于书本型的BLM 有内部风冷和冷板两种类型，对于装机装柜型BLM 有两种供电电压: 380-480VAC 和660－690VAC。

实际应用中，在电网和BLM 之间必须安装与其功率相对应的电抗器。

智能型电源模块(SLM: Smart Line Modules，又称非调节型电源模块)：整流/回馈单元，但直流母线电压不可调。

摘要：为了给车身焊装生产线夹具切换系统提供一种涵盖硬件组件和软件程序的标准化解决方案，减少相关的软硬件设计周期，降低开发成本，介绍了通过使用西门子SINAMICS S120驱动系统，完成硬件和软件的部分标准化工作，包括硬件选型与安装、软件标准功能块的创建等，实现汽车焊装车间车身主焊线多车型主拼夹具的切换功能。

结合在焊装生产线的实际应用，为类似的夹具切换系统提供了一种可推广的功能实现方法。

关键词：SINAMICS S120驱动系统夹具切换系统标准功能块中图分类号：U466文献标识码：BDOI ：10.19710/ki.1003-8817.20190176西门子SINAMICS S120驱动系统在车身主拼夹具切换系统中的应用吕长亮（一汽模具制造有限公司，长春130011）作者简介：吕长亮（1987—），男，助理工程师，学士学位，研究方向为汽车焊装生产线电气自动化设备的应用。

1前言SINAMICS 驱动系统是西门子公司新一代驱动产品，它将逐步取代原有的MASTERDRIVES 及SIMODRIVE 系列的驱动系统。

SINAMICS 广泛应用于工业领域的机械设备生产和工厂设备，包括塑料、轧钢、机床、纺织、印刷、各种工业传送系统等各种方向。

SINAMICS 依照使用范围的不同，分为3个系列即SINAMICS G 、SINAMICS S 、SINAMICS DCMASTER 。

其中SINAMICS S120是集V/F 、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，不仅能控制普通的三相异步电机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机，同时还具备强大的进给轴绝对、相对定位功能。

主要介绍S7-300与SINAMICS S120通过PRO⁃FIBUS-DP 网络通讯，通过S120基本定位功能，实现对2套三相同步电机的切换运动的驱动，从而实现某汽车工厂焊装车间车身主焊线主拼夹具的切换功能。

2SINAMICS S120驱动系统简介2.1SINAMICS S120驱动系统组件SINAMICS S120驱动系统由不同的模块组成，包括控制单元、电源模块、电机控制模块、制动模块、电机等系统组件。

01S120是一款高性能变频器，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度和转矩。

02S120具有多种控制模式，包括速度控制、转矩控制、位置控制等，可满足不同应用场景的需求。

03S120还具备丰富的保护功能，如过流、过压、欠压、过热等，确保电机及变频器本身的安全运行。

S120定义及功能高性能S120采用先进的矢量控制技术，实现高精度、高动态响应的速度和转矩控制。

易用性S120提供简洁直观的操作界面和丰富的调试工具，方便用户进行参数设置和故障诊断。

可靠性S120采用高品质元器件和严格的生产工艺，确保产品的高可靠性和长寿命。

灵活性S120支持多种通讯协议和扩展模块，可与其他自动化设备实现无缝集成。

产品特点及优势01适用范围02应用场景S120适用于各种需要三相交流异步电机驱动的应用场合，如机床、风机、泵、压缩机、传送带等。

S120可广泛应用于工业自动化、能源、交通、建筑等领域，如自动化生产线、风力发电、电动汽车、电梯等。

适用范围和应用场景电机控制模块对电机进行精确控制，实现电机的启动、停止、调速等功能。

模块负责接收和发送数字量或模拟量信号，实现与外部设备的交互。

通信模块实现S120与其他设备或系统之间的数据传输和通信。

CPU 模块负责控制逻辑运算、数据处理等功能，是S120的核心部件。

电源模块为S120提供稳定可靠的电源，保证系统正常运行。

主要硬件部件介绍01连接方法通过电缆将各硬件部件连接起来，形成完整的S120系统。

02配置步骤首先进行系统初始化设置，然后根据实际需求配置各硬件部件的参数和功能。

03注意事项在连接和配置过程中，需确保电源稳定、接线正确、参数设置合理等，以避免出现故障或损坏设备。

硬件连接与配置方法03S120可能出现的故障包括电源故障、通信故障、I/O 故障等，其原因可能是硬件损坏、接线错误、参数设置不当等。

故障现象与原因针对不同类型的故障，可采用观察指示灯、检查接线、查看故障代码等方法进行排查。

SIMOCRANE meets SINAMICSThe SINAMICS S120 offers the optimum system for each and every drive application – and all of the drives can be engineered, parameterized, commissioned and operated in a standard way.This system represents an entry-level solution for AC/AC single-axis drives and coordinated AC/DC drives for multi-axis applications, making it the perfect basis for simple and more sophisticated crane applications in all industrial sectors.Modular SolutionSINAMICS S120 includes single-axis (AC/AC drive system) as well as multi-axis (DC/AC drive system) configurations. Both systems have a modular design.The AC/AC drive system comprises a Control Unit (CU 310-2) and Power Module (PM) for the power range from 0.55 kW to 250 kW. The DC/AC drive system includes a Line Module, a Control Unit (CU320-2) and Motor Module for the power range from 1 kw to 800 kW. Active Line Modules return regenerative energy to the supply system. SIMOCRANE functions can be applied modularly on de-mand. SIMOCRANE Drive-Based Technology can be used with optional SIMOCRANE Drive-Based Sway Control. Integrated SafetyAs in SINAMICS, the crane smart features are supplemented by integrated safety functions. These support the simple implementation of innovative safety concepts which conform to standards. Safety functions are fully integrated in the control system preventing damage to crane, load and surrounding objects or people. All basic functions are license-free. The Safety Integrated Extended Functions require the optional license for each drive.Smart functionsLoad sag prevention, smart slow-down, fine manual positioning, adaptive speed to operate at peak performance are smart features of SIMOCRANE Drive-Based Technology. Sensorless sway control is an add-on highlight of SIMOCRANE Drive-Based Sway Control. All intelligence are embedded in SINAMICS drives.Simple startupVia Basic Operator Panel (BOP20) or even Web Browser, commissioning can be started by using the ‘Ready-to-Run’ solution without any engineering effort.In case of ‘Ready-to-Apply’, the crane functions are config-ured automatically by simply selecting the axis and the set value.The crane functions are integrated in the drive parameter-ization. The parameterization is individually adaptableusing the STARTER software or BOP20 or web browser. Cranes | SIMOCRANE in SINAMICS********************Applicationsupport:***********************************SIMOCRANE Drive-Based Crane Technology (DBT)SIMOCRANE in SINAMICS:Simple, flexible and fast commissioning/cranesSimple – low engineering effortThe drive-based functionality for crane applications is implemented in two software solutions: SIMOCRANE Drive-Based Technology and SIMOCRANE Drive-Based Sway Control.Both technologies are integrated in the SINAMICS drive system and provide the function blocks needed to control the motions of crane drives. By using pre-configured standard applications for hoist, trolley or gantry, the function blocks are easily integrated into the drive control, resulting in shorter engineering time and fewer commissioning costs.Using standard applications (“ready-to-run”) and simple adaptation (“ready-to-apply”) to start up a crane drive, only basic knowledge of the SINAMICS drive system is required. The software commissioning tool STARTER used by SINAMICS can be used unchanged.Fast – increase productivityLoad-dependent field weakening for hoist applications is a functionality integrated in SIMOCRANE Drive-Based Technology. Compared to operating at full load, this solution automatically increases the maximal speed for lifting and lowering as a function of the current load. With this functionality, a lift cycle with partial-load and no-load is even faster, increasing the cranes’ productivity.With SIMOCRANE Drive-Based Sway Control, the load sway is damped during trolley or gantry traveling. Without the load sway, a faster and easier traveling and positioning of the load is possible. The sway damping is integrated in the movement. No additional waiting time or additionaloperation for damping the load sway is necessary.SIMOCRANE in SINAMICS | CranesFor both single-axis and multi-axes solutionSIMOCRANE Drive-Based Technology V1.0 SP2 HF1Ordering number: 6GA7270-1AA20-0AA0SIMOCRANE Drive-Based Sway Control Manual mode Ordering number: 6GA7280-1AA10-0AB0Single-axis solutionMulti-axis solutionSIMOCRANE Drive-Based Sway ControlManual mode and Positioning Ordering number: 6GA7280-1AA20-0AB0SIMOCRANE Drive-Based Sway Control Manual mode Ordering number: 6SL3077-6AA00-2AB0SIMOCRANE Drive-Based Sway ControlManual mode and Positioning Ordering number: 6SL3077-6AA00-3AB0For hoist applications, an encoder is requested for safety reasons and for providing pendulum length to cross travel (trolley) and long travel (gantry).For sensorless sway control, no encoder is required in manual operation. Only for positioningoperation encoders are required fortrolley and gantry.For more information, refer to catalog D21.4 (Chapter 7).• Performance Manual Mode: n = 2740 RPM, ramp-up time = 2 s Pendelum length = 2.27 mResidual sway = 1 mm at standstill speed 20 RPM Residual sway = 0 mm at standstill speed 0 RPM • Crane ConfigurationConfiguration with 3 single-axis drives, controlled via onboard I/O of SINAMICS Control Unit (CU310-2)• Hoist, Trolley or GantryPre-configured application for hoist or trolley or gantry. Easy installation: the commissioning can start with low engineering effort• Power RangeThe SINAMICS AC/AC single-axis drives cover the power range from 0.55 kW to 250 kW• Drive-Based TechnologyProvides crane-specific functions: prevents load sag and uses adaptive speeds. Smart slow-down on all axis• Drive-Based Sway ControlCan damp sway in manual operation for trolley and gantryApplication: fast and easy control solution for single-axis control requirementsThe Ready-to-Apply solution is a standard application example with a mask for users to select the configu-ration of each required axis.After selection, the required files are generated automatically.PROFINET communication combines the field bus and Ethernet advan-tages. Configuration easily adaptable to be fine-tuned for enhancedproductivity.Application: comprehensive control solution for multi-axis control requirements• Crane Controlby PLC via PROFINET communication• Performance Positioning Mode v = 20 m/min, ramp up time = 3 Pendelum length = 7.9 mDistance = 7 m, time = 32.18 s, precision = 1mm Residual sway = 0.47mm• Crane ConfigurationSINAMICS S120 topology with multi-axis drives with regenerative Line Module, Motor Modules and Control Unit (CU320-2)• Power RangeSINAMICS DC/AC multi-axis cover the power range: 1.6 kW to 800 kW• CommunicationThe ProfiSafe telegram enables the SINAMICS integrated safety function by PROFINET communication• Drive-Based TechnologyCrane-specific motion control functions for hoist, short travel and long travel• Drive-Based Sway Controlis added to short travel and long travel for sway damping in manual and positioning modeFor more information, refer to catalogue D21.4.。

西门子S120驱动器入门教程CU320•驱动器简介与基本概念•硬件安装与接线指导•软件配置与参数设置详解•运动控制功能实现目•维护与保养建议•总结与展望录01驱动器简介与基本概念它提供了广泛的功率范围和模块化设计，可灵活适应不同的机械和控制需求。

S120驱动器采用了先进的控制算法，确保了精确、快速和稳定的运动控制。

西门子S120是一款高性能的驱动器，专为满足现代工业应用而设计。

西门子S120驱动器概述CU320是S120驱动器的控制单元，负责驱动器的控制和通信任务。

它具有强大的处理能力和丰富的接口，可连接多种编码器和传感器。

CU320还支持多种控制模式，包括速度控制、位置控制和力矩控制等。

CU320控制单元特点西门子S120驱动器广泛应用于机械制造、印刷、包装、纺织等领域。

其主要优势在于高精度控制、快速响应、高可靠性和易于维护等方面。

此外，S120驱动器还支持多种现场总线协议，方便与上位机或PLC进行通信。

应用领域及优势分析驱动器控制单元编码器传感器相关术语解释一种电力电子设备，用于控制电机的速度、位置和力矩等参数。

一种测量装置，用于检测电机的位置和速度等参数。

驱动器的核心部件，负责处理控制信号和通信任务。

一种检测装置，用于检测电机的电流、电压、温度等状态参数。

02硬件安装与接线指导西门子S120驱动器CU320外观紧凑，结构坚固，适应各种工业环境。

接口丰富，包括电源接口、编码器接口、通讯接口等，满足各种连接需求。

驱动器面板上配有LED显示屏和按键，方便用户进行参数设置和故障诊断。

驱动器外观及接口介绍电源连接注意事项确保电源电压与驱动器额定电压相匹配，避免过压或欠压对驱动器造成损坏。

电源线应使用符合规格的电缆，并确保接线牢固、可靠。

对于大功率驱动器，应考虑电源线的线径和长度，以减小压降和温升。

编码器电缆连接方法01编码器电缆应使用屏蔽电缆，以减小电磁干扰对编码器信号的影响。

02电缆长度不宜过长，一般不超过50米，以减小信号衰减和干扰。

SINAMICS S120 内置式变频器高性能复杂应用传动 概述    SINAMICS S120 – 说明 SINAMICS S120 – 亮点简介 SINAMICS S120 – 技术数据 SINAMICS S120 – 典型应用SINAMICS S120 – 说明SINAMICS S120 SINAMICS S120 模块化运动控制驱动器适用于机械与系统工程中的高性能驱动应用。

西门子的 高性能驱动系统为您提供了广泛而相互协调的组件与功能， 可作为一个全面的运动控制驱动系统 使用。

这些运动控制驱动器包括高性能单轴驱动器和多轴共直流母线驱动器， 具有矢量控制或伺 服控制，可实现量身定制的高性能驱动解决方案。

SINAMICS S120 运动控制驱动器是一种高性 能驱动器，使用灵活，可提高生产效率。

除具有创新的系统结构和数字通信功能外，这些运动控 制驱动器还提供了创新的工具，并且接线简便，从而可进行高效组态与快速调试。

SINAMICS S120 功率范围为 0.12 - 4500 kW，具有各种结构形式和冷却方式。

To the top of the pageSINAMICS S120 – 亮点简介       伺服驱动器是模块化系统和机器设计的理想基础 创新的系统体系结构和数字通信功能 具有多种控制模式和与驱动器特定相关的工艺功能 内置有安全功能 通过 SIZER 和 STARTER 进行高效组态和快速调试 自动组态和自动优化 通过全集成自动化 (TIA) 实现集成解决方案 实现 SINAMICS 直至自动化级的集成To the top of the pageSINAMICS S120 – 技术数据额定值取决于运动控制驱动器的设计与类型额定值取决于运动控制驱动器的设计与类型 电压和功率范围： 控制原理： 0.12 - 4500 kW230 V、380 - 480 V 和 500 - 690 V (50/60 Hz) V/f 开环控制 矢量控制，带/不带编码器 伺服控制，带/不带编码器 To the top of the pageSINAMICS S120 – 典型应用不管是连续的输送线还是同步及高动态过程， 西门子的高性能驱动产品在众多工业应用中均能发 挥作用。